重金属对环境的影响精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇重金属对环境的影响，期待它们能激发您的灵感。

篇1

【关键词】吸烟 重金属 挥发量 残留量

中图分类号：R1 文献标识码：B 文章编号：1005-0515（2011）3-315-02

吸烟危害健康已是众所周知的事实，据WHO统计，目前全球每年约有500万人因吸烟而死亡，烟草已成为继高血压之后的第二号“杀手”，吸烟是肺癌的重要致病因素之一。目前国家已出台多种措施对公共场所、学校、医院等重要地点实施控烟和禁烟。目前国际与国内对香烟已建立了相关检测标准[1]，其主要检测内容为捕集烟气中粒相物质和气相物质，测定一氧化碳、烟碱、焦油的含量。对香烟及烟气中各类重金属的含量测定报道较少，本文采用等离子体发射光谱法[2]和原子荧光光谱法[3.4]测定香烟在吸烟过程中不同部分的金属含量分布，从而计算吸烟过程中重金属的挥发量与残留量，根据挥发量与残留量来判断吸烟对主运吸烟者、被动吸烟者及吸烟环境的影响。

1 材料与方法

1.1 仪器设备 PE7000DV等离子体发射光谱仪（美国珀金埃尔默公司、AFS-230E原子荧光光谱仪（北京海光公司）、MDS-20微波消解仪（上海新仪）、电子分析天平（瑞士普利赛斯公司）。

1.2 试剂和标准 Pb、Cd、As、Hg标准溶液均由环境保护部标准样品研究所研制；酸均为优级纯；其他试剂为分析纯；需配制的试剂均为临用前现配；实验用水为密理博纯水机制备的超纯水，电阻率达到18.2MΩ・m。

1.3 试样 购置涟水县烟草专卖局烟店，香烟为同一批号、同一包装内的香烟，选择质量相近的50支作为待测样品供测定。

1.4 方法

1.4.1 取样

1.4.1.1 本底烟样 准确称取过滤嘴、烟体各5份到消解容器中供平行测定。

1.4.1.2 残留烟样 在清洁的环境中采用人工吸烟法在吸至烟体1/2处时，将过滤嘴、1/2烟身、烟灰放入消解容器中，平行操作15次供平行测定。

1.4.2 样品处理 将上述样品分别放入消解罐中，加入4mL硝酸、1mL过氧化氢，密闭放入微波消解仪中消解，消解完全后分别定容至10mL供测定。同时做空白试验。

1.4.3 标准系列

用环境保护部标准样品研究所研制的Pb、Cd、As、Hg标准溶液配制标准系列，在本工作范围内，各元素线性关系良好，数据见表1。

表1 标准系列及线性方程（μg/L）

1.4.4 测定条件

1.4.4.1 汞的测定 仪器条件：负高压280V，灯电流15mA,观测高度8mm，载气400mL/min,屏蔽气900mL/min。样品重复测定3次。

1.4.4.2 铅、镉、砷的测定 仪器工作参数：高频发射功率1300W，冷却气流量15L/min，雾化气流量0.7L/min;等离子体观测：轴向，观测距离15.0mm；分析线：Pb220.353nm、Cd228.802 nm、As193.696 nm;样品提升量1.5mL/min；样品重复测定次数3次。

1.5 样品测定 选择最优仪器条件，分别将空白溶液、标准系列、样品溶液依次测定。铅、镉、砷采用等离子体发射光谱法，汞采用原子荧光光谱法进行测定。

2 结果

2.1 测定结果 计算方法：本底值=过滤嘴测定值+烟体测定值，残留值=过滤嘴测定值+1/2烟体测定值+烟灰测定值,挥发量=（本底平均值-残留平均值）/本底平均值*100，计算结果见表2。

表2 挥发量测定结果（μg/支）

2.2 结论 铅和砷挥发量较小，决大部分被烟丝本身和过滤嘴吸附；汞和镉的挥发量较高，大部分含量随烟雾进入人体和挥发在空气中。铅和砷对主动吸烟者有一定的影响，镉和汞对主动吸烟、被动吸烟者和环境影响较大。

3 讨论

3.1 在吸烟过程中四个项目的本底值与残留值有较大的差异，各种金属离子会因烟头的温度和中吸力量而挥发和流动。在吸烟时重金属随烟雾进入人体，吸附在烟丝和过滤嘴中；在不吸时挥发到空气中、残存在烟灰中。

3.2 挥发量的高低是由于元素本身性质决定的，铅的熔点327℃，沸点1525℃；镉的熔点320℃，沸点767℃；汞的熔点-38.7℃，沸点357℃；砷的熔点818℃，沸点615℃。香烟中心部位温度高达800－900℃，在卷纸的燃烧边缘温度达200－300℃。吸烟时中心温度要比自由燃烧时高一些。要保持香烟燃烧，中心部分必须在700℃以上。镉和汞由于挥发温度比较低，在吸烟的过程中始终都在挥发，挥发量大，烟丝和过滤嘴吸附量较小，对主动吸烟者、被动吸烟者、吸烟环境都造成危害。

3.3 由于国家采取禁烟的政策，许多单位和场所均设了吸烟室和吸烟区，条件较为简陋，通风状况差，烟民在吸烟时处于烟雾浓度较高状态，挥发至空气中的各种有害金属元素和其他有害物质被吸烟者进行多次循环吸收，从而给吸烟者造成较大的伤害，建议吸烟室应设在通风较好的区域或有较好的排风系统。

3.4 烟灰中含有一部分有害金属元素，烟灰随着气流会形成细小的颗粒漂浮在空气中，易被吸烟者和他人二次吸收，从而造成机体吸收，建议烟灰应存放在密闭的容器中或将烟灰处于湿式状态，定期清理。

3.5 虽然香烟中含有的有害金属被人体吸收量较低，但随着时间的累积， 烟民容易重金属中毒，因为烟草通过高温燃烧可使重金属汽化，产生汽溶胶，这种物质不走消化系统，而是通过呼吸道吸入，因此吸收率较日常接触要高出很多。香烟燃烧后产生的各种重金属蒸汽会给主动吸烟者、被动吸烟者、环境造成损害和污染。

3.6 随着我国工业化进程的加快,部分种植烟草环境受到重金属污染,烟草中的重金属是由生产环境中的水、土壤、空气带入的。在同样的环境中生产的蔬菜、水果也会带有铅、砷、镉等重金属，但因为它们是通过消化道进入人体的，而人体的消化道对这些重金属有天然的屏蔽功能，因此烟草中的重金属危害更大。

参考文献

[1] 中华人民共和国烟草行业标准.卷烟烟气总粒相物水分和烟碱测定[S].YC/T8-93.北京：国家烟草专卖局，1993.1-3.

[2] 中华人民共和国国家标准.生活饮用水标准检验方法金属指标[S].GB/T5750.6-2006：5-6.

篇2

[关键词]环境监测；土壤；重金属污染

中图分类号：X830 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0340-01

引言

在经济和社会发展的过程中产生了许多有毒有害物质，这些物质来源于生活垃圾、工业废物、矿山废渣等生活和生产的多个环节，这些物质往往含有多种重金属。随着沉淀和富集，无法被净化的重金属慢慢渗透并富集到土壤中。土壤是环境中的重要组成部分，承受着环境中约90%的污染物。同大气和水体环境中的污染物相比，土壤中的污染物更不易迁移，更易集中富集。由于重金属大多对人体有毒害作用，这种毒害作用随着含量的增多而增大；当重金属的浓度在一定范围下时，其毒害作用因在短时间内无法发现而容易被忽略；当重金属对人体的毒害作用显著发生时，多数是属于无法治愈且不可逆转的。

土壤中的重金属一般是通过食物链进而在人体内富集，当某种重金属的量超过安全阈值时就会严重危害人体健康。研究表明，人体内的有70%镉来源于大米和蔬菜，而大米和蔬菜中积累的镉大部分来源于土壤，少量来源于灌溉水和空气。镉会影响酶的活性，影响人正常的新陈代谢，可引发贫血、高血压、骨痛病等疾病，其危害长达数十年。

一、土壤中重金属的来源及我国的污染现状

工业“三废”排放、采矿和冶炼、家庭燃煤、生活垃圾渗出、汽车尾气排放等是我国重金属污染的主要来源。工业废水、矿坑涌水、垃圾渗滤液等液体成分复杂，是土壤重金属污染物的主要来源。

目前我国受污染的耕地约1.5亿亩，固废堆存地约300万亩，合计超过1.8亿亩。这些受污染的土地大多数集中在经济较发达的地区。全国每年受重金属污染的粮食多达1200万吨、因重金属污染而导致粮食减产高达1000多万吨，合计经济损失至少200亿元。农业部环保监测系统曾对全国24省、市320个严重污染区土壤调查发现，大田类农产品超标面积占污染区农田面积的20%，其中重金属超标占污染土壤和农作物的80%。农业部调查发现：我国污灌区面积约140×104公顷，遭受重金属污染的土地面积占污染总面积的64.8%，其中轻度污染占46.7%，中度污染占9.7%，严重污染占8.4%，其中以汞和镉的污染面积最大。全国目前约有1.3×104公顷耕地受到镉的污染，涉及11个省市的25个地区；约有3.2×104公顷的耕地受到汞的污染，涉及15个省市的21个地区。国内蔬菜重金属污染调查结果显示：中国菜地土壤重金属污染形势更为严峻。珠三角地区近40%菜地重金属污染超标，其中10%属“严重”超标。重庆蔬菜重金属污染程度为镉>铅>汞，经调查其近郊蔬菜基地土壤重金属汞和镉均出现超标，超标率分别为6.7%和36.7%。广州市蔬菜地铅污染最为普遍，砷污染次之。保定市污灌区土壤中铅、镉、铜和锌的检出超标率分别为50.0%、87.5%、27.5%和100%，蔬菜中镉的检出超标率为89.3%。

二、防治土壤重金属污染的措施

1）施加改良剂

施加改良剂的主要目的是加速有机物的分解与使重金属固定在土壤中，如添加有机质可加速土壤中农药的降解，减少农药的残留量。

施用重金属吸收抑制剂（改良剂），即向土壤施加改良抑制物（如石灰、磷酸盐、硅酸钙等），使它与重金属污染物作用生成难溶化合物，降低重金属在土壤及土壤植物体内的迁移能力。这种方法起到临时性的抑制作用，时间过长会引起污染物的积累，并在条件变化时重金属又转成可溶性，因而只在污染较轻地区尚能使用。

2）控制土壤氧化-还原状况

控制土壤氧化-还原条件，也是减轻重金属污染危害的重要措施。据研究，在水稻抽穗到成熟期，无机成分大量向穗部转移，淹水可明显地抑制水稻对镉的吸收，落干则促进水稻对镉的吸收。

重金属元素均能与土壤中的硫化氢反应生成硫化物沉淀。因此，加强水浆管理，可有效地减少重金属的危害。但砷相反，随着土壤氧化-还原电位的降低而毒性增加。

3）改变耕作制度

通过土壤耕作改变土壤环境条件，可消除某些污染物的危害。旱田改水田，DDT与六六六在旱田中的降解速度慢，积累明显；在水田中DDT的降解速度加快，利用这一性质实行水旱轮作，是减轻或消除农业污染的有效措施。

4）客土深翻

污染土壤的排除，特别是重金属的土壤污染，在土壤中产生积累，阻碍作物的生长发育。防治的根本办法是彻底挖去污染土层，换上新土的排土与客土法，以根除污染物。但如果是地区性的污染，实际采用客土法是不现实的。

耕翻土层，即采用深耕，将上下土层翻动混合，使表层土壤污染物含量减低。这种方法动土量较少，但在严重污染的地区不宜采用。

5）采用农业生态工程措施

在污染土壤上繁殖非食用的种子、种经济作物或种属，从而减少污染物进入食物链的途径。或利用某些特定的动植物与微生物较快地吸走或降解土壤中的污染物质，而达到净化土壤的目的。

6）工程治理

利用物理（机械）、物理化学原理治理污染土壤，主要有隔离法，清洗法，热处理，电化法等，是一种最为彻底、稳定、治本的措施。但投资大，适于小面积的重度污染区。

近年来，把其它工业领域，特别是污水、大气污染治理技术引入土壤治理过程中，为土壤污染治理研究开辟了新途径，如磁分离技术、阴阳离子膜代换法、生物反应器等。虽然大多数处于试验探索阶段，但积极吸收、转化新技术、新材料，在保证治理效果的基础上降低治理成本，提高工程实用性，有着重要的实际意义。

结语

土壤中的重金属除了会通过植物吸收进而对生物产生毒害作用外，还会经由雨水淋滤及地表径流作用转移进入地表水系统，通过地表水和地下水的交互作用污染地下水体，进而对饮用水的安全构成威胁；土壤中的重金属还可能会缓慢的、微量的释放到空气中，对大气环境造成污染。土壤重金属污染是一个比较严峻的问题。开展土壤重金属的整治工作对社会、对人类意义重大。

参考文献

[1] 陈怀满.土壤-植物系统中的重金属污染[M].北京：科学出版社，1996：27-28.

[2] 戴军，刘腾辉.广州菜地生态环境的污染特征[J].土壤通报，1995，26（3）：102-104.

[3] 夏来坤，郭天财，康园章等.土壤里金属污染与修复技术研究进展[J].河南农业科学，2005（5）：88-92.

篇3

关键词：重金属；生态环境效应；毒理效应

化学上常把密度大于4g/cm3或5g/cm3的金属称为重金属。从环境污染方面所说：重金属是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的金属。

重金属具有潜在危害性，重金属可以通过多种途径（食物、饮水、呼吸、皮肤接触等）进入人体。重金属不仅不能被降解，反而能通过食物链在生物体或入体内富集。

一、重金属元素对动物及人体健康的影响

根据元素在生物体内的生理学作用的不同，必需元素存在于正常的组织中，直接影响生物功能，并且参与代谢过度，在各物种中有一定的的浓度范围，如果缺乏这种元素，将会引起生理或结构变态，重新引入这种元素之后，上述变态可以消除。

金属对人和动物的在生理或结构上影响，例如，铁是组成血红素所必需的，少了就会发生缺铁性贫血；锌为构成多种蛋白质所必需，缺锌会引起生长停滞和贫血；锰可能参与许多酶促反应；铬是胰岛素参加糖和脂肪代谢的必需元素，也是维持正常的胆固醇代谢和糖代谢所必需的；钴是维生素B12的组成部分，缺钴会形成大细胞性贫血；钼是催化嘌呤转化为尿酸的酶的个组成部分。

人体内必需微量元素过多也会致病，一般在体内积聚过多是由于遗传性运输机制失灵所致；如血色病就是遗传性铁平衡失调，以致患者一生中缓慢地积累铁；威尔逊氏病是铜积累于肝和脑中的结果差。

所谓有害元素是指那些存在于生物体内时，会阻碍生物机体的正常代谢过程和影响生理功能的元素，如铍、镉、汞、锡、锑、碲(非金属)、铅等。这些元素对人体代谢不是必需的，其中一些有毒，而且能使人缩短寿命，这些有毒物质我们常称之为外环境污染物，可通过口腔、呼吸道及其他途径进入人体面使人遭到危害。

二、重金属对植物、微生物等生物活动的正面和负面意义

植物、微生物经常遇到各种不良环境（如重金属等），严重抑制了农作物的生长。植物经过长期的进化及适应环境变化的过程逐步形成了一定的抵御不良环境变化的机制。但是植物和微生物的生长发育还是会受到重金属对其正面或负面的影响。

（一）重金属对植物的影响

许多重金属都是植物必需的微量元素，对植物的生长发育起着十分重要的作用但是，当环境中重金属数量超过某一临界值时，就会对植物产生一定的毒害作用，轻则植物体内的代谢过程发生紊乱，生长发育受到抑制，重则导致植物死亡。重金属对植物的影响，主要表现在对植物的光合作用、呼吸作用，影响植物激素、碳水化合物等的形成等生化过程影响。

1、重金属对植物种子的萌发的影响

重金属抑制植物种子萌发其原因是抑制了淀粉酶、蛋白酶活性, 抑制了种子内储藏淀粉和蛋白质的分解,从而影响种子萌发所需的物质和能量,致使种子萌发受到抑制。扬州大学的朱红霞研究表明,小麦种子萌发和幼苗生长对重金属胁迫的敏感性较高[1]。

2、金属对植物生长发育的影响

许多重金属都是植物必需的营养元素，对植物生长发育起着不可替代的作用。但是，当重金属浓度超过了植物的效应浓度时反而对植物造成伤害，引起植物体内代谢过程发生紊乱，生长发育受到抑制，重金属浓度继续增加到致死浓度时就会导致植物开始出现死亡。

微量元素铬是植物生长发育所必需的，缺乏铬元素会影响作物的正常发育，但体内积累过量又会引起毒害作用，无分蘖(水稻)，叶鞘灰绿色，细胞组织开始溃烂，生长受严重影响。杨居荣等报道[2]，镉污染还可使植物体内可溶性糖含量降低；并且有的实验得出结论．高浓度镉可使水稻幼苗可溶性糖降低，但在低浓度重金属污染下却能使可溶性糖的含量增加。

3、重金属对植物的细胞膜透性的影响

植物细胞膜系统是植物细胞和外界进行物质交换和信息传递的界面和屏障, 是细胞进行正常生理功能的基础。植物遭受到重金属胁迫时, 会产生大量的活性氧自由基, 细胞膜上的不饱和脂肪酸会被这些自由基攻击,使细胞膜通透性增加, 重金属更易进入细胞内对植物造成严重伤害。 王焕校等研究表明, 水生植物叶组织外渗液的电导度和钾离子浓度与水中的Cd 浓度呈非常显著的正相关, 说明 Cd 对植物细胞膜有严重的破坏作用, 造成质膜的选择透性减弱, 结构破坏, 功能丧失[3]。

（二）重金属对其他微生物的影响

重金属不仅对植物有影响，对藻类的毒性较大，大量研究证实，重金属对藻类在生化-细胞-种群-群落-生态系统的各水平上均产生深远影响。

对光合作用的影响，一些重金属减少了CO2的摄入和O2的释放。光合色素、类胡萝卜素对重金属也有反应，主要反应重金属对藻类种群丰度和群落多样性的干扰。对生长和发育的影响，重金属对藻类代谢分子水平的影响，最终导致其生长的减慢和发育的迟缓，导致生长速率不同程度的改变，最终改变了群落结构。此外，重金属也从基因水平上影响了藻类 [4]。

研究发现重金属污染明显影响了微生物群落结构。据李勇等研究在重金属Pb、Cd复合在高中低浓度下都抑制土壤微生物生长，减少微生物数量[5]。Huaiying[6]的研究表明，重金属降低了土壤微生物对底物的利用水平，重金属污染区凋落树叶的分解速度慢于对照区。

三、重金属对其他生源要素和有机质等循环的协同作用

众所周知,SO42-是酸雨的主要成分之一,酸沉降不仅使湖泊水体pH降低,而且还伴随着SO42-输入湖泊沉积物的过程。H+和其他重金属阳离子产生竞争吸附，使重金属以离子形式存在。另一方面，沉积物中硫酸盐浓度的增加可能有利于沉积物中甲基汞的形成,沉积物中甲基汞的生产者是硫酸盐还原细菌,沉积物中硫酸盐浓度的增加有利于沉积物中甲基汞的形成,甲基汞的形成应当存在一个有利的最佳硫酸盐浓度范围,当高于这一浓度范围时,硫酸盐还原所产生的S2-会与Hg2+形成惰性汞,从而抑制甲基汞的形成[7]。

有机质、铁锰氧化物及硫化物是沉积物重金属的主要结合态，但在厌氧沉积物中，活性硫则在调控和分配重金属方面占据绝对优势。酸性可挥发性硫化物是许多二价金属离子，Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、As及Co等在厌氧环境中的主要结合相。硝化作用是氮循环的重要反应之一，土壤中有机氮素的矿化作用、固氮作用、硝化及反硝化作用均受重金属污染的影响。Brookes[8]研究施用污泥土壤中的固氮菌的固氮作用，发现在很低的重金属浓度下固氮强度下降了50%，另外还研究室内条件下的固氮作用影响，表明固氮作用与重金属浓度呈显著负相关，且低浓度重金属污染土壤中微生物的固氮量是高浓度污染土壤的l0倍。低浓度重金属对潮土中潜在硝化速率无影响或轻微促进作用，而在高浓度下有显著抑制作用。

参考文献：

[1]朱红霞.重金属及其复合污染对小麦生长发育影响机理研究[D].扬州大学, 2004.

[2]Yang JR(杨居荣),He JX(贺建新) ,Jing WR (蒋婉茹).Effect of Cd pollution on the physiology and biochemistry of plant Agro-Environ Protection[J]农业环境保护,1995,l4(5).

[3]王焕校.污染生态学[J].北京:高等教育出版社,1999.44- 68.

[4]熊丽,吴振斌.藻类生态毒理学研究进展[J].上海环境科学:增刊,2000,(19).

[5]李勇,黄占斌,王文萍,等.重金属铅镉对玉米生长及土壤微生物的影响[J].农业环境科学学报,2009,28(11).

[6]Huaiying Yao, Jianming Xu. Substract utilization pattern, biomass and activity of microbial communities in a sequence of heavy metal-polluted paddy soil [J]. Geoderma,2003,115:139-148

[7]Glimour C C, Henry E A.Mercury methylation in aquatic systems affected by acid deposition [J ]. Environ. Pollut., 1991 ,71(2-4) : 131～169

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【关键词】 夏枯草 重金属胁迫 光合作用 生长 生理生化 内在品质

1. 夏枯草植物研究的综述

由于其重要的药用价值及药理作用，夏枯草越来越受到人们的重视。近年来，国内外学者对夏枯草的资源、形态、栽培、成分、药理及临床等进行了广泛的研究.

1.1夏枯草植物及药材的形态特征

夏枯草为多年生草本，高13-40 cm，茎直立或匍匐，常带淡紫色，有细毛。叶对生，卵形或椭圆状披针形，长1.5-5 cm，宽1-2.5 cm，全缘或疏生锯齿。轮伞花序集成穗状，长2-6 cm；苞片肾形，顶端骤尖或尾状尖，外面和边缘有毛；花萼二唇形；花冠紫色，上唇顶端微凹，下唇中间裂片边缘有细条裂。

1.2夏枯草栽培的研究

夏枯草多为野生，全国大部分地区均有分布。随着国内中药现代化建设的推进，人们日益意识到了来自标准化生产的药材是必备的原料。喜温和湿润气候，耐严寒，以阳光充足、排水良好的沙质壤土为最佳，其次为粘壤土和石灰质壤土，低洼易涝的地块不宜栽培。

1.3夏枯草化学研究

对于夏枯草化学成分的研究，早在20世纪七八十年代国外学者就有报道。夏枯草中已确定的活性成分主要为三萜及其苷类，并在《中国药典》中以熊果酸的含量作为评价药材质量的标准。

1.4夏枯草的药理作用

夏枯草水煎剂有广谱抗菌活性。夏枯草的抗肿瘤作用研究由来已久,夏枯草其活性成分对P388、L1-10和人体肺肿瘤细胞A-549均有显著细胞毒作用,夏枯草注射液可明显抑制K562细胞增殖，可望成为新的抗白血病药物，诱导K562细胞凋亡可能是其发挥抗肿瘤作用的机制之一,夏枯草醇提取物可降低正常小鼠和四氧嘧啶糖尿病模型小鼠血糖水平，并可改善糖耐量，增加肝糖元合成。

2. 中药材重金属污染现状分析

重金属一般是指为密度在5以上的金属，范定义为在实验条件下能与硫代乙酰胺或硫化钠作用显色的金属杂质，随着研究的深入，药物中重金属对人体的伤害以其不可逆转性越来越受到广泛关注.

2.1重金属来源

种植环境影响药物重金属含量，中药一般以植物药为主，而植物由于受到环境(土壤、气候、供肥条件等)的影响，其产量、质量也将受到影响，突出表现在生长受到抑制而减产和药材重金属含量超标上。

2.2重金属胁迫对植物光合作用的影响

高等植物的光合作用经常受到各种不利环境因素的影响，重金属污染就是其中的因素之一。重金属离子以各种途径和不同形式释放于环境，它们作为一种逆境因子胁迫植物的各种生理过程，使植物的生长受到抑制。重金属离子对光合作用的毒害机理也已逐渐被深入探讨，目前的研究主要体现在以下几个方面：重金属离子Cd2+、Pb2+、Hg2+、Cr6+、Ni2+、Cu2+、Zn2+等均可使高植物的叶绿素含量明显降低。有报道认为Cd在低浓度短期内对叶绿素合成有刺激作用，而超过一定浓度后才对叶绿素起破坏作用。重金属导致叶绿素含量降低可能是引起光合速率下降的原因之一，但叶绿素含量的降低程度通常小于光合速率的降低。还有研究表明，Cd对叶绿素合成的抑制早于对光合作用功能的抑制。

2.3重金属污染对作物生长和生理指标的影响

在土壤一作物系统中，重金属进入土壤后，直接影响作物的生长发育，引起一系列作物生理生态指标，如叶绿素含量、维生素含量以及过氧化物酶活性等的变化。反过来，通过这些生化指标的变化可预测作物受环境胁迫的程度及土壤的污染状况。

对叶绿素含量影响.高等植物的叶绿体中所含的光合作用色素主要包括叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素四种色素。当土壤受到重金属污染，植物体中的叶绿素常常遭到破坏。以Cd污染为例，Cd破坏叶绿素的机制通常认为：(1)Cd干扰Fe代谢，降低植物体内Fe的有效性（Smith等，1985）；(2)cd干扰有关叶绿素合成酶的活性，使叶绿素合成受阻，同时，增加了叶绿素酶的活性，使叶绿素分解；(3)Cd在叶内局部积累过多，与酶蛋白的－SH结合或取代Fe、Zn、Mg等，破坏叶绿体结构及功能特性；(4)Cd通过拮抗作用干扰植物对Mn、Zn、Mg等元素的吸收、迁移，阻断营养元素向叶部输送，使叶绿素合成能力受到干扰。此外，也有报道，Cd引起植物体内防御系统的破坏，引起叶绿体内氧自由基增多，叶绿体膜系统受损，而致叶绿素降解。

2.4土壤重金属污染次生代谢产物的影响

植物的次生代谢是植物在进化过程中对复杂的外界环境变异适应和选择的结果。影响次生代谢成分的环境因素有光照、温度、水分、土壤等。其中土壤中pH值、无机营养元素以及重金属等都会对次生代谢成分的形成和积累产生影响。虽然已经明确土壤是影响植物次生代谢成分的主要因素，但土壤中重金属污染对次生代谢成分的影响的研究目前还较少，已有的研究也多为组织培养或毛状根中重金属离子对次生代谢成分的影响。重金属是影响植物次生代谢产物的因素之一，但重金属对次生代谢成分的影响不尽相同，某一重金属可能会提高某一次生代谢产物的合成和积累，也可能抑制另一种次生代谢产物的合成和积累，关于重金属对次生代谢产物的影响及其影响机制还需要进一步研究。

2.5重金属胁迫对植物各部分重金属含量的影响

重金属胁迫对药用植物各部分重金属含量研究比较少，研究多集中在大田作物上。目前，关于药用植物活性成分的代谢过程和土壤重金属种类及含量的研究还比较少，我们应该加强这一方面的研究，为实现中药规范化生产提供理论依据。

参考文献：

[1] 陈国祥,施国新,何兵.Hg、Cd对莼菜越冬芽光合膜光化学活性及多肽组分的影响[J].环境科学科学学报,1999,19（5）:521-525.

[2] 顾汉信,金卫坤.夏枯草合剂的研究.山东医药工业,2003,22(1):7-8.

[3] 郭巧生,刘丽,等.夏枯草种子萌发特性的研究[J].中国中药杂志,2006,13(7):1045-1047.

[4] 郭志刚,冯莹,刘瑞芝.无机元素对紫杉醇和紫杉烷类化合物生物合成的调控作用[J].天然产物与开发,12(5):25-27.

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关键词：重金属土壤污染治理途径

现阶段我们国家的资源能源短缺，如何高效合理的运用这些资源，是我们面临的重要问题。现代社会工农业发展及其迅速，重金属对土壤的污染越来越严重，如何合理利用有限的土地资源，在原本土地资源匮乏的状态下又增加了一大难题。土壤中重金属含量过高，对动植物的生长会产生极大的影响，而且对人类的身体健康也会产生威胁。如何对重金属污染的土壤防护治理，我们对其进行了研究。

一、重金属引起土壤污染的综合情况

重金属引起的土壤污染说的是在外界重金属的影响下，土壤中大部分原有的成分逐渐消失，而重金属所占的比例不断增加，影响了土壤的正常使用并且给影响了正常的生态平衡。使土壤污染的重金属的种类繁多，对土壤污染比较主要的几个金属是Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、Ni等，这类金属的密度都比较大。

重金属对土壤的破坏是从多个方面来衡量的。当然土壤中所含的重金属含量越高那么对土壤的污染就越严重。但是也与土壤中重金属存在形式和重金属在土壤中占有的比例也是分不开的。重金属在土壤中主要的存在形态有三种：水溶态、交换态和残存态。其中水溶态和交换态的生存活性比较强，毒性比较大。而残存态的重金属相对来说活性毒性就小很多了。当重金属在离子交换态的状态下的话，那么它的活动毒性是最强的，易被土壤中的植物吸收。或者与其他物质发生反应产生新的存在状态。

二、重金属对土壤污染的危害分析

（一）植物方面的危害

土壤的重金属污染对植物的危害是非常大的。对其危害主要体现在植物根和叶的变化。被重金属污染的土壤使植物在营养成分的吸收上不能得到保证。植物不能从土壤中吸收营养反而吸收了重金属后，与植物体内的某种物质发生反应产生有害的物质。这样就会导致植物不能正常的生长。也有可能导致植物的一部分发生坏死。如果污染严重植物吸收不到养分，那么就会使植物停止生长直至死亡。

（二）生物方面的危害

土壤对生物方面的影响也很大。它是许多微小生物和动植物生活的家园。土壤中存在着多种微小生物，微生物的多样性使土壤保持一个良好的状态。如果土壤受到重金属污染，土壤中生物所需的影响成分大大减少，在土壤中生存的微生物和小动物们的生命也会受到威胁。这样对土壤的状态也会产生严重的影响。

（三）土壤酶方面的危害

土壤酶是一种生物催化剂，其能够综合反映出土壤的肥力及活性状况。由于土壤的物理、化学性质及生物活性会显著的影响到土壤酶的活性，因此土壤环境一旦遭受污染，就会严重影响到土壤酶的活性。例如重金属元素Hg能够较为敏感的抑制土壤中脲酶，因此一旦土壤中的Hg超标，则土壤中所包含的脲酶也会显著的降低。

（四）人身健康方面的危害

土壤中重金属的超标对生物的影响非常大，对我们人的身体方面的危害那就更不用说了。如果吸收了过多的土壤中的重金属，身体所承担的后果都是难以人们承受的。大量的Cd元素会使人体的器官产生病变，对骨质生长产生极大的影响；吸收过量的Pb元素，会使人体的免疫机制不工作，容易生病：吸收过量的Ni元素可以使人们的鼻子和肺部感到不适，严重的还会导致鼻癌和肺癌。土壤中重金属超标严重的影响着人们的身体健康，对于土壤重金属污染方面我们要高度重视起来。

三、对于土壤重金属污染的防治修复措施分析

（一）物理修复

主要使用的物理修复技术有三种，分别是电动修复、电热修复和土壤淋洗。电动修复对土壤环境要求比较高，就是给土壤通电像电池一样，让土壤中的重金属离子做定向的移动，把含量超出标准的离子进行处理。但是不能大规模的处理。电热修复就是给土壤进行加热，使重金属离子在达到一定温度的情况下从土壤中分离。但是该种修复技术对土壤会产生极大的危害。土壤淋洗修复技术指的是向土壤中加入淋洗液，让重金属在淋洗液的作用下转换成液态的形式，然后对液态的重金属进行回收，对其进行相应的处理。这种方法发现的比较早，技术方面相对于电动修复和电热修复来说比较成熟，运用的比较多。

（二）化学固定修复

化学固定修复的方法就是在被重金属污染严重的土壤中加入一些能与重金属产生反应的一些有机元素，让重金属离子与之产生物理化学反应，改变其原有的活性，使其沉淀、发生氧化等。这样就会降低重金属土壤对动植物和微生物的危害。因为突土壤中超标的重金属元素是不相同的，所以也要根据重金属元素的性质再向土壤中添加物质。虽然这种修复方法在操作上面比较简单，但是对土壤中的重金属元素不能彻底处理。只是改变了其原有的性质，并没有从土壤中清除，所以也有可能再一次的污染土壤。

（三）植物修复

还有一种修复技术是植物修复。在被重金属污染的土壤中种植植物。有一些种类的植物可以把土壤中重金属物质吸收到体内，清除土壤中的重金属元素。这种修复技术运用的比较广泛，因为不用投入太多的成本，只需种植超富集植物就可以了。而且对生态环境还不会造成影响。因为这类植物可以免疫重金属的危害，吸收到体内后可以适应重金属元素的存在。也不会影响该类植物的生长。该类比较常见的植物有香草、芥菜等。而且在不断的研究中也发现了许多植物中都有这个特性，对重金属污染土壤的改善也有了很大的帮助。

四、结语

城市化进程的加快及工业生产等导致土壤中重金属污染现象十分严重，严重制约了土壤的高效利用。由于重金属元素的种类较多，在选用防治措施的时候，一定要因地制宜，结合土壤中重金属污染的具体情况，合理选用治理修复技术，最大程度的降低其危害，同时降低对周边环境的二次污染，确保土壤的肥性，促進农业的快速发展提供良好的土壤基础。

参考文献：

[1]曾跃春，刘永林.探析土壤重金属污染的修复技术与治理途径[J].工程技术：全文版，2016，（12）. 

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关键词：重金属污染 环境影响 治理

中图分类号：TE08文献标识码： A

重金属污染时指由重金属及其化合物引起的环境污染，主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。重金属的污染主要来源工业污染，其次是交通污染和生活垃圾污染。工业污染大多通过废渣、废水、废气排入环境，在人和动物、植物中富集，从而对环境和人的健康造成很大的危害。

重金属污染物是一类典型的优先控制污染物。环境中的重金属污染与危害决定于重金属在环境中的含量分布、化学特征、环境化学行为、迁移转化及重金属对生物的毒性。重金属污染与其他有机化合物的污染不同，不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属具有富集性，很难在环境中降解。目前中国由于在重金属的开采、冶炼、加工过程中，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤引起严重的环境污染。对人体毒害最大的重金属有5种：铅、汞、砷、镉、铭。这些重金属在水中不能被分解，人饮用后毒性放大，与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物。以各种化学状态或化学形态存在的重金属，在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移，造成危害。如随废水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝的体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。如日本的水俣病，就是因为烧碱制造工业排放的废水中含有汞，在经生物作用变成有机汞后造成的；又如痛痛病，是由炼锌工业和镉电镀工业所排放的镉所致。汽车尾气排放的铅经大气扩散等过程进入环境中，造成目前地表铅的浓度已有显著提高，致使近代人体内铅的吸收量比原始人增加了约100倍，损害了人体健康。

重金属污染在环境中难以降解，能在动物和植物体内积累，通过食物链逐步富集，浓度成千上万甚至上百万倍的增加，最后进入人体造成危害，是危害人类最大的污染物之一。国际上，许多废弃物都因含有重金属元素被列到国家危险废物名录，近些年随着我国工农业生产的快速发展，我国出现了重金属污染频发、常发的状况。2010 年4月至6月，浙江省政协组织成立调研组，通过召集省有关单位负责人座谈，向社会公众征集意见建议，并赴杭州、台州及所辖的路桥、温岭等部分县（市、区）进行实地调研，全面了解食品药品安全情况。调研结果显示，在浙北、浙中、浙东沿海三个区域中，城郊传统的蔬菜基地、部分基本农田都受到了较严重的影响。工业“三废”及城市生活污染物排放，引起重金属污染农田。调研组有关负责人表示，这些城郊重金属对土壤的污染，主要是近十多年造成的，主要是人为的污染，这会直接威胁到百姓的生命健康。2011年3月中旬，在浙江台州市路桥区峰江街道，一座建在居民区中央的“台州市速起蓄电池有限公司”（以下简称“速起蓄电池公司”）被曝出其引起的铅污染已致使当地168名村民血铅超标。由于重金属污染事件在我国频繁发生，使得我国开始重视重金属污染的治理。

常见的重金属土壤治理的方法包括化学法、生物法、物理法、热力学方法等，每种方法又包含不同的技术，每种技术又可以采用不同的施工方案实施。化学法主要通过将重金属污染土壤与化学稳定剂混合来实现重金属的稳定化，而石灰等稳定剂通常不能有长期的治理效果，分子键合是目前业界关注的一种以长期稳定性为特点的修复药剂。生物法一般有植物修复和微生物修复等。植物修复通过超积累植物吸收土壤中的重金属，比较安全但是修复周期长；微生物修复通过土壤中微生物降解重金属，但是影响修复效果的因素较多，目前应用较少。热力学方法可以通过高温来使重金属玻璃化，但是成本很高。

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[关键词]微生物；重金属；生理毒害

中图分类号：S15431 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0314-01

在重金属污染的生态环境中，微生物种群结构、生理代谢会产生各种变化以响应重金属的胁迫，这些信息可用于重金属生物有效性的评价，可为环境中重金属的风险评估提供依据。本文主要从重金属对生理毒害影响、微生物解毒机制及外界环境因素对重金属危害微生物毒性的影响研究进展进行阐述。

1.微生物对重金属毒害的解毒机制

重金属对微生物的毒害主要表现在对微生物活性、微生物的种类和群类结构和对微生物细胞形貌结构的影响。与此相应，微生物对重金属也有不同的解毒机制。主要是通过细胞膜通透性改变、基因调控合成特异性表达蛋白质、合成小分子有机酸及形成难溶性无机物，并在不同部位形成能与重金属结合的产物来实现的。

1.1 细胞膜通透性改变

重金属对微生物的细胞膜的破坏不仅是简单的机械损伤，而且对细胞酶系的改变与物质合成位点也有抑制作用，从而导致微生物原生质膜的组分与通透性改变。重金属对微生物的毒性与微生物细胞膜脂肪酸组成显著性相关，不饱和脂肪酸的增加与通透性的改变并不是对金属运输的适应，而是菌体对重金属造成的不饱和脂肪酸过氧化的适应与抗性。

1.2 合成特异性表达蛋白质

在重金属胁迫下，微生物可通过基因调控，合成特异性表达的蛋白质，参与促进重金属离子外排或络合，降低重金属的毒害。

廖国建等采用蛋白质双向电泳和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）技术，研究铬（Ⅵ）对粟酒裂殖酵母在蛋白质水平上的毒害作用。结果发现铬（Ⅵ）处理会导致细胞差异表达，其形成的蛋白质斑点有600多个，对其中改变明显的4个斑点进行肽指纹分析发现，电压依赖型阴离子通道和锌结合醌氧化还原酶表达量降低，而S-腺苷甲硫氨酸合成酶和肌动蛋白表达量上升，说明铬（Ⅵ）可能通过合成的功能性蛋白质发挥生物解毒作用。

对于胞外的重金属，微生物可以通过细胞膜和质膜上的生物大分子以胞外吸附、络合、沉淀等作用方式防止重金属离子进入胞内。对于进入细胞内部的重金属，微生物可以通过胞内蛋白或螯合肽络合隔绝，或通过离子通道外排，降低重金属的毒害作用。

微生物体内蛋白质具有多种生理功能，如作为细胞质渗透调节物质、稳定生物大分子结构等，在环境胁迫条件下，微生物可通过调整蛋白质的合成与降解来适应环境。

1.3 合成小分子有机酸

除了微生物形成的生物大分子可以与重金属相互作用，生物体也可以通过合成一些小分子有机酸降低重金属的毒害作用。

Magyarosy等研究发现经过Ni2+处理的黑曲霉（Aspergillus niger）合成分泌草酸，在细胞壁和细胞内部形成无水草酸镍晶体。Liao等用气相色谱法对含有不同重金属浓度处理的菌根真菌培养物进行分析，发现草酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸等有机酸随着重金属浓度的增加而增加，认为可能是真菌利用这些有机酸降低pH值，与重金属络合形成不易被菌体吸收的有机形态。Hantke在离体培养实验中也发现，微生物在重金属胁迫条件下所分泌的有机酸，可以抑制生物体对重金属的吸收。在重金属胁迫下，微生物分泌的有机酸可能是生物的一种解毒机制。

1.4 形成难溶性无机物

有些微生物也可以通过合成分泌形成无机物与重金属离子结合，形成难溶性物质。Tam通过X-射线分析发现耐重金属菌株豆包菌分泌物含大量与磷酸盐结合的铜和锌，认为磷酸盐的分泌可提高菌株的抗性。硫酸盐还原菌通过还原硫酸盐形成H2S，与重金属离子形成硫化物沉淀，降低重金属有效态的含量。

2.外界环境因素对重金属毒害微生物的影响

重金属的生物毒性由环境因素决定的，外界因素的变化导致重金属生物有效性的改变，影响其毒性作用。外界因素可以分为两大类：（1）生物因素，如生物体的大小、种类、生长期、耐受性等；（2）非生物因素，如土壤活性颗粒、pH、无机物、有机物等，两大因素共同作用决定重金属毒性的大小。以下主要从非生物因素对重金属毒性的影响进行概述。

2.1 土壤活性颗粒的影响

在土壤环境中，大部分微生物与土壤中固相部分结合在一起的，附着在土壤活性颗粒表面。土壤颗粒主要通过与重金属发生界面反应（表面沉淀、离子交换等）。在微生物表面形成包被防止重金属与菌体接触、让微生物附着颗粒表面形成生物膜等方式降低重金属的毒害。土壤中粘土矿物通过界面反应降低环境中重金属游离态的浓度或将毒性高的金属形态通过氧化还原作用转化为低毒性的形态。

2.2 土壤pH的影响

pH对重金属的形态和毒性的影响较为复杂，主要通过三种途径改变重金属离子在溶液中的存在形态，从而也能影响重金属的毒性。首先pH可改变金属的水解平衡，从而改变游离金属离子的浓度；其次溶液中的H+和重金属离子竞争与有机或无机成分的络合作用，改变络合平衡，此外， pH还可以改变吸附体系的有效阳离子交换量（eCEC），从而影响重金属离子吸附过程（生物表面吸附、颗粒表面吸附等）。研究发现随着pH的降低，也可导致重金属毒性的降低，可能是由于pH降低，导致溶液中H+增多，竞争吸附重金属离子的吸附位点。但一些研究也发现，pH升高可提高Ni、Zn、Co和Cd对细菌、真菌、放线菌的毒性，可能是由于pH升高将游离态的重金属转变成毒性更强的形态。

2.3 土壤有机质的影响

环境中的有机质也可与重金属相互作用，可通过化学反应与重金属结合或者吸附在有机颗粒表面，不同的有机物组成对重金属有不同的结和力，降低游离重金属离子的浓度，减小重金属毒害作用。有机质降低重金属毒害作用可能存在两种机制：（1）有机质与重金属离子发生化学反应，形成络合物。（2）重金属离子吸附在有机胶体颗粒表面，从而降低游离态重金属离子的含量，降低其毒性。但是少量重金属离子与有机物结合形成有机态重金属将会导致毒性增强。部分微生物可将二价汞离子变成毒性更强的中间体甲基汞，最后通过酶还原作用将甲基汞转变成挥发性的金属汞，降低汞的毒性。

2.4 土壤金属阳离子浓度的影响

一定范围内增加金属阳离子的浓度可降低重金属的毒害性。William研究发现Cu2+和Mn2+对细胞结合位点的竞争控制着细胞中Mn2+的含量和藻体的生长速度。Jayaraj研究了Ca2+、Mg2+、Fe3+三种元素对Cu2+、Ni2+、Cd2+的解毒作用，发现在浓度达到100mg/L之前，Ca2+和Mg2+浓度的增加可以降低重金属的毒性，但当浓度继续增大，反而会增加重金属的毒性。对于无机盐阳离子可降低重金属的毒害作用的机制，目前主要认为是金属阳离子竞争吸附了重金属的结合位点，降低了重金属与微生物结合的风险。

3.问题与展望

当前对微生物群落结构的研究主要集中在微生物多样性和生态功能方面，而对于群落中微生物功能菌对重金属毒害的生理生态功能的研究还比较缺乏；并且在自然环境中微生物之间的相互作用可显著性降低重金属的毒害，对微生物之间的自我调控、相互协作的研究将会成为下一个研究热点。

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土壤微生物重金属污染

0引言

所谓土壤重金属污染是指由于人类活动，使重金属含量明显高于原有含量，并造成环境质量恶化的现象。面对土壤重金属污染的加剧，迫切需要监测和防治重金属污染的有效措施。近几年兴起的微生物修复，引起人们越来越多的关注。

1重金属对土壤微生物生物量的影响

土壤微生物生物量在一定程度上能代表参与调控土壤中能量和养分循环以及有机质转化的对应微生物的数量。Dar研究指出砂壤土、壤土和粘土中施用0.75%的污泥，土壤微生物生物量碳增加7%-18%左右，砂壤土中增加较明显，壤土和粘土中则较少。Khan等试验研究了镉和铅对红壤中微生物的影响，当其浓度分别为30 ng/g和150 ag/g时导致生物量显著下降。

2重金属对微生物活性的影响

2.1重金属污染对土壤基础呼吸的影响

土壤呼吸是土壤与大气交换CO2的过程，是土壤碳素同化和异化平衡的结果。Fliebbach等报道在土壤中施人含低浓度重金属和高浓度重金属的淤泥时，其土壤呼吸强度会随着重金属浓度的增加而上升。Chander等研究认为，含高浓度重金属的土壤中微生物利用有机碳更多地作为能量代谢，以CO2的形式释放，而低浓度重金属的土壤中微生物能更有效地利用有机碳转化为生物量碳。

2.2重金属污染对土壤酶的影响

酶是一种生物催化剂，土壤中进行的各种生物化学过程，都是在酶的参与下实现的。Marzador等研究指出，在Pb污染土壤中脱氢酶活性的大小明显地受土壤水分含量的影响，但土壤水分变化对磷酸酶活性的影响不十分明显。因此，磷酸酶活性被认为是评价Pb污染土壤的一种较为合适的指标。

2.3重金属污染对土壤生化作用过程的影响

通常把土壤生化作用强度作为土壤微生物活性的综合指标之一。Wilke研究了几种重金属和非重金属污染物（如Cd、Cr、Pb）如对氮素转化的长期影响，发现除Se和Sn外，其它污染物均能抑制有机氮素的矿化作用。重金属污染引起微生物体内代谢过程的紊乱，也影响微生物的代谢功能，而微生物生理生化反应必然影响到土壤的生化过程，改变了土壤的质量状况。

3土壤重金属污染的微生物修复

微生物本身及其产物都能吸附和转化重金属。微生物还可以通过直接、间接的代谢活动溶解重金属离子。代谢产生的有机酸和氨基酸可溶解重金属及含重金属的矿物，也可以加速重金属元素从风化壳中的释放。

鉴于土壤微生物本身对重金属的吸附和转化，国内外已经开展了对微生物的金属抗性和生物修复的可行性研究，并将此技术应用于实践。这必将缓解土壤重金属污染的严重局面，带来健康的环境。充分利用微生物在土壤修复方面的特性，加强微生物修复的综合技术的研究，是治理不同重金属污染土壤的有效措施。

参考文献：

[1]陈怀满.土壤-植物系统中的重金属污染[M].北京：科学出版社， 1996.

[2]蒋先军，骆永明，赵其国.重金属污染土壤的微生物学评价[J].土壤，2000， 32，（3）： 130-134.

[3]王嘉，王仁卿，郭卫华.重金属污染对土壤微生物学影响的研究进展[J].山东农业科学，2006，1：101-104.

[4]Dar G H. Impact of lead and sewage sludge on soil microbial biomass and carbon and nitrogen mineralization. Environmental Contamination Toxicology， 1997， 58： 234-240.

[5]Khan K S.Effect of cadmium， lead on size of microbial bio-mass [J].Pedosphere， 1998， 8：27-32.

[6]Fliebbach A.， Martens R.， Reber H. Soil microbial biomass and activity in soils treated with heavy metal contaminated sewage sludge. Soil Biology and Biochemistry， 1994， 26： 1201-1205.

[7]Chander K.， Brookes P C. Synthesis of microbial biomass from added glucosein metal-contaminatedandnon-contaminatedsoilsfollowingrepeatedfumigation.SoilBiologyand Biochemistry， 1992， 24： 613-614.

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关键词:土壤；重金属污染；评价方法

Q938.1+3; S151.9+3A

土壤是人类赖以生存的最基本的自然资源之一,但现阶段严重的土壤污染,通过多种途径直接或间接地威胁人类安全和健康,开展城市环境质量评价，日益成为人类关注的焦点。

本文选取了地质累积指数法、污染负荷指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态危害指数法，对某城市不同功能区319个空间样本点的重金属检测数据进行了污染评价。

1.数据采集

按照功能划分，将城区划分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区.现对某城市城区土壤地质环境进行调查,将该城区划分为间距1公里左右的网格子区域，按照每平方公里1个采样点对表层土（0~10 cm深度）进行取样,用原子吸收分光光度计测试分析,获得了319个样本所含重金属元素（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn）的浓度数据。

本文依照未受污染区域土壤环境背景值作为评价标准[1]。现按照2公里的间距在微污染区取样,得到该城区表层土壤中元素的背景值，如表1:

表1该城市表层土壤中重金属元素的背景值

元素 As(ug/g) Cd(ng/g) Cr(ug/g) Cu(ug/g) Hg(ng/g) Ni(ug/g) Pb(ug/g) Zn(ug/g)

背景值 3.6 130 31 13.2 35 12.3 31 69

2．污染评价方法

2.1地质累积指数法

用于研究水环境沉积物中重金属污染程度的定量指标[2]，不仅能够反映重金属分布的自然变化特征，而且还可以判别人为活动产生的重金属对土壤质量的影响.

利用地质累积指数污染评价标准，计算出整个城区各种金属的污染指数平均值，最大值，最小值，并按各种重金属浓度的平均值进行相应的污染程度评级（表2）。

表2城区重金属地质积累指数及评级情况

重金属 平均值 最大值 最小值 污染程度

As -0.07762 2.4802 -1.7459 无污染

Cd 0.305682 3.0543 -2.2854 轻度污染

Cr -0.0818 4.3076 -1.6018 无污染

Cu 0.702895 6.9966 -3.1121 轻度污染

Hg 0.273708 8.2515 -2.615 轻度污染

Ni -0.22635 2.9493 -2.1113 无污染

Pb 0.150747 3.345 -1.2405 无污染

Zn 0.326836 5.1833 -1.6552 无污染

可看出,土壤中重金属Cu、Cd、Hg污染比较显著，Zn的平均值虽然小于1，但是其污染指数最大值达到严重污染程度，其污染也很突出。Ni的平均值很小,视为处于零污染状态。

再通过提取各个区域的污染指数进行分析汇总，得到各个区域每种重金属的级别污染指数直方图，如下：

图一：各个区重金属污染级别指数直方图

2.2污染负荷指数法

该指数是由评价区域所包含的主要重金属元素构成，它能够直观地反映各个重金属对污染的贡献程度，以及金属在时间，空间上的变化趋势.

由Tomlinson等人提出污染负荷指数的同时提出了污染负荷指数的等级划分标准和指数与污染程度之间的关系[4]，通过计算得打各重金属的污染负荷指数及可以得到各个功能区和该市的污染程度.

表5重金属污染负荷指数及污染程度

功能区 PLI值 污染等级 污染程度 该市的PLI值 该市的污染等级 该市污染程度

1类 1.83 Ⅰ 中等污染

1.69

Ⅰ

中等污染

2类 2.35 Ⅱ 强污染

3类 1.06 Ⅰ 中等污染

4类 1.94 Ⅰ 中等污染

5类 1.58 Ⅰ 中等污染

从表中的结果分析，土壤中的重金属元素对该城市产生了中等污染，各功能区重金属污染程度从重到为工业区>交通区>生活区>公园绿地区>山区。

2.3 内梅罗综合污染指数法

根据内梅罗综合污染指数法，对该城市的重金属污染进行评价，结果如下表所示：

表6 各功能区污染指数及程度分级

功能区 1类 2类 3类 4类 5类 该城市

污染指数 2.744 4.805 2.036 2.941 2.183 2.942

污染级别 中污染 强污染 中污染 中污染 中污染 中污染

表中污染指数按表6中的污染指标分级标准进行分级得到各功能区的污染级别，各功能区污染程度的关系为:工业区> 交通区>生活区>公园绿地区>山区。

2.4潜在生态危害指数分析

重金属元素是具有潜在危害的重要污染物，潜在生态危害指数法作为土壤重金属污染评价的方法之一，它不仅考虑土壤重金属含量，还将重金属的生态效应、环境效应与毒理学联系在一起，是土壤重金属评价领域广泛应用的科学方法．

在本文的求解中将Hakanson提出的毒性系数拟定为各重金属的毒性响应系数[6],根据计算公式得到单个重金属的潜在生态危害系数，结果如表所示:

表8各种金属的毒性系数

元素 As Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn

毒性系数 10 30 2 5 40 5 5 1

表9 各种金属的潜在生态污染指数：

元素 As Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn

82 340.5 16.98 108.55 1529.60 35.18 52.10 14.28

对上述单个元素结果的分析：

重金属Hg与Cd均造成了极强的生态危害，重金属Cu 与As则造成了强生态危害，Pb造成了中等的生态危害，其他重金属则均只造成了轻微的生态危害。

进一步得到各重金属对整个造成的生态危害情况为：

根据等级划分的情况可以得知此八种重金属以对该城区整体造成了中等生态危害。

3．结论及建议

综上所述,得出了各功能区的污染程度关系为:工业区> 交通区>生活区>公园绿地区>山区，该城市的重金属污染程度为中等程度污染。通过方差分析可得出各种方法组合的显著程度,得到潜在生态危害指数法和污染负荷指数法相结合的方式对实验的影响最显著，从而得出可靠性最大的评价组合。

参考文献：

[1]郑有飞，周宏仓等，环境影响评价[M],第1版，北京：气象出版社，2008，

[2]MULLER G.Index of geo―accumulation in sediments of the Rhine river［J］， Geo Journal，1969.2( 3):108-109。

[3]李保杰，顾和和，纪亚洲，基于地统计的矿业城市土壤重金属污染研究――以徐州市为例[J],江苏农业科学，2011.39(3):1-2。

[4]杨维，高雅玲，毗邻铁矿的千山景区土壤重金属污染分析与评价[J],沈阳建筑大学学报，2010.1:150-155.

[5]郑海龙，城市边缘带土壤重金属空间变异及其污染评价[J], 土壤学报，2006.43(1): 39-45。

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关键词：中药 重金属 成分

引 言

中药也即是中医用药，中药是中国传统医术所特有的药物。而中药又可以按照加工工艺分为中成药和中药材。我国劳动人民几千年来在与疾病作斗争的过程中，通过实践，不断认识，逐渐积累了丰富的医药知识。由于太古时期文字未兴，这些知识只能依靠师承口授，后来有了文字，便逐渐记录下来中药出现了医药书籍。这些书籍起到了总结前人经验并便于流传和推广的作用。中国医药学已有数千年的历史，是我国人民长期同疾病作斗争的极为丰富的经验总结，对于中华民族的繁荣昌盛有着巨大的贡献。但是，在现代社会中，中药重金属问题却成为了社会广泛关注的焦点问题，当中药出现重金属超标时，严重的危害到了人们的生命健康，因此，必须目前市场上的中药的重金属成分进行分析检测，从而才能有效的防止人们在使用中药过后出现重金属中毒现象。本从重金属对人体的危害出发，对中药重金属成分的分析检测进行了探讨。

1、重金属对人体的危害

在现代的中药市场中，由于各种原因使得一些重金属超标的中药材流入了中药市场。通过对中药中存在的重金属分析，中药中通常会有铅、汞、镉、铜、锑、锡等。除此之外，在中药中还有一种不属于重金属的金属，也即是砷，其危害比重金属更为严重。当中药的重金属超标时，会造成人体机能被严重破坏，并产生中毒现象，从而严重的威胁了人们的生命健康。总所周知，当铅中毒时，会给人体的神经系统和消化系统都能够造成巨大危害，而镉中毒时，则会时人体的新城代谢系统遭到严重破坏，使人体的内部产生病变。由于重金属对人体的危害巨大，所以对中药中的重金属成分进行分析检测迫在眉睫。

2、中药中重金属污染的主要来源

2.1 处方性

中药中重金属污染的主要来源之一就是处方，在应用中医进行治疗时，有些处方中会加入一些含有重金属的药物，比如含有硫化汞的朱砂，而有些成方制剂中也含有重金属成分。

2.2 非处方性

重金属污染是导致中药中出现重金属的重要原因，在面的中药种植或者运输、储存中都很可能因为各种原因导致其遭受重金属污染。随着社会的发展，在种植中药材的过程中，通常会对其施加各种农业或者化肥，从而导致了中药中出现重金属。

3、中药中重金属的检测

3.1限量标准世界卫生组织（WHO）明确规定重金属人体吸收基线值，即短期可耐受1周摄取量铅为3mg、镉0.4～0.5mg、汞0.3mg。此外，许多国家对于重金属含量各有限定标准，但每个国家侧重点有所不同。2001年7月1日国家对外贸易经济合作部出台和实施的《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》限量指标为：重金属总量应≤20.0mg/kg，铅（Pb）≤5.0mg/kg，镉（Cd）≤0.3mg/kg，汞（Hg）≤0.2mg/kg，铜（Cu）≤20.0mg/kg，砷（As）≤2.0mg/kg。

3.2检测样品前处理方法中药材重金属在分析检测前，一般均需进行样品前处理，达到消化有机物的目的。常用方法为：1）压力消解罐消解法。2）灰化法。3）湿式消解法。第一法简便、快速，是较理想的中药样品前处理方法，但需要特殊的耐高压高热的器皿，；第二法设备易普及，无试剂污染，但需要时间长，对元素有选择性和局限性；第三法试剂用量较大，空白值略高，但适用性广，是普通实验室较常采用的消化方法。

3.3分析检测方法3.3.1比色法该法被《中国药典》收载。最低检测限适用于常规重金属的有效控制，其优点为设备简单，操作方便，容易推广，但精确度略差。可用于普金属污染的程度。

3.3.2 紫外分光光度法进行中药重金属测定时，通常可以测定甘草和天竺黄、川贝母以及动物药蜈蚣等中药的重金属含量，通过诸多试验证明该方法具有可靠性，稳定性、重现性均可。

3.3.3 原子吸收光谱法进行中药重金属成分分析检测时，通常采用石墨炉原子进行吸收分光光度计，从而有效的测定出中药中的重金属铅含量。

3.3.4 在进行中药重金属检测时，分析检测的方法多种多样，而各种方法的优缺点都有所不同。其中高效液相色谱法法具有高选择性、高分离效能、高灵敏度等优点。痕量金属离子与有机试剂形成稳定的有色络合物，然后用HPLC分离，紫外-可见检测器检测，可实现多元素同时测定，但络合剂选择有限，限制此法广泛应用。

AFS法的优点是灵敏度高，目前已有多种元素的检出限优于原子吸收光谱法和原子发射光谱法。王志嘉等采用微波消解—原子荧光光谱法测定丹参、白芍、黄芪、甘草、人参、细辛6味中药材中铅、镉、砷、汞、镝的含量。R>0.9992，回收率为90.0%～107.4%。

ICP-AES法具有灵敏度高，干扰小，线性宽，可同时或顺序快速测定多种金属元素的优点。李春香等采用微波消解/ICP-AES法同时测定野、蒲公英、蝉蜕等5种中药中Cd、Hg、Pb的含量。

4、中药中重金属的去除方法

4.1防止中药被重金属污染方法有：1）合理选择种植基地，在环境达标的基地种植中药。2）研究中药特性，为科学管理中药材种植环境提供依据。3）治理环境特别是土壤中的重金属。

4.2重金属净化技术的研究对于中药重金属污染问题，国内外提倡栽培出无污染的绿色中药材，但无公害中药材的栽培是一个长期的、复杂的过程，因此，对中药重金属净化技术的研究，引起了许多专家和学者的关注。

4.2.1超临界二氧化碳络合技术是采用ICP-MS测定在不同的萃取条件下橘红中重金属的含量，探讨这些条件对超临界CO2萃取橘红中重金属含量的影响。结果在样品为10g时，萃取压力25MPa，温度60℃，配合剂二乙基二硫代氨基甲酸钠用量2g，萃取时间3h，夹带剂乙醇用量10mL，萃取后药材中重金属含量显著下降，可达到美国FDA标准，为降低中药材中重金属提供了一条新的思路和研究方法。

4.2.2大孔螯合树脂法，魏继新等考察了两种螯合树脂对板蓝根提取液中重金属离子的去除率，结果去除重金属后干膏得率损失低于7%，而且重金属含量低于国家限量。

5、结束语

由于重金属对人体的危害巨大，目前，中药材中重金属问题已经引起了社会的广泛关注。随着中药材被世界普遍认可，中药市场得到了长足发展，然而中药的重金属问题严重制约了我国中药材市场的发展，并且使人们的生命健康遭受了严重威胁。因此，为了保障人们的生命健康和促进中药市场的快速稳步发展，就必须要从中药种植抓起，并对中药的加工、存贮、运输等各个环节实施严格把控，从而才能够有效的防止中药的重金属问题。并且中药市场应该对流入市场的中药材进行严格把关，并且制定一套对中药的分析检测体系，从而才能够更有力的遏制中药中重金属问题。

参考文献

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关键词：重金属；污染；研究；治理方法

中图分类号：R155文献标识码：A文章编号：1674-0432（2012）-02-0141-1

1 蔬菜是人们日常生活中必不可少的食物，蔬菜质量的优劣直接关系到人们的身体健康

影响蔬菜质量的最大危害是重金属污染。蔬菜中重金属污染主要来自工业“三废”，城镇生活垃圾、污水及农业生产本身。按蔬菜被污染的途径，可有以下几个方面的来源。

1.1 污水的灌溉

城市工业的发展和城市化进程的加快，水资源逐渐匮乏，污水灌溉已成为农业灌溉用水的重要组成部分，工业废水中往往含有重金属。大量的不加处理的工业废水和废渣排放江河、湖中，使水资源受到不同程度的污染，蔬菜生产和增产主要靠灌溉。城市工矿区，郊区菜田不得不大量使用工业废水和生活污水灌溉菜田。所以，我国主要的土壤重金属污染区都是由于污水灌溉引起的。

1.2 工业废渣

据不完全统计；全国75个城市历年积累的工业废渣和尾矿达715.72亿t，1980年统计78个省市工业废渣共4.8亿t。这些废渣不仅占用了大片土地，而且造成更多的土壤污染。特别是城市近郊区和工矿企业附近的蔬菜地受重金属污染愈来愈严重。

1.3 农业生产活动

（1）在农业生产活动中人们为了片面的追求高产，增加效益，大量的施用含有Hg、Cd、Pb、As等不合格的化肥，城市垃圾不经任何处理直接当作肥料施用，导致土壤有机质和作物必需的营养元素含量降低，重金属含量超标，从而影响蔬菜的；（2）农业生产活动中，农用塑料薄膜，生产应用的稳定剂等都含有重金属Cd和As，在大量使用塑料大棚和地膜过程中都可能造成土壤重金属的污染，从而对蔬菜等农作物的生长、产量、品质均有较大的危害。

1.4 其他方面来源

随着汽车工业的迅速发展，含Pb汽油的大量使用、汽车尾气的排放、汽车轮胎磨损产生的大量重金属、有毒有害气体、粉尘等，都会引起交通干线附近土壤和蔬菜等作物的重金属污染。还有油中的Cd、镀Cd的工艺等生产或排放过程均将含有Cd废物排入土壤造成污染。此外，还有微生物的污染。

2 重金属对人体健康最直接的影响之一就是对食品安全造成威胁

大多数消费者的食品安全观念仅仅在农药残留和食品变质上，对土壤重金属污染影响食品安全的问题知之甚少。而且重金属污染具有潜在性，普通消费者无法从外观上判断农产品是否受重金属污染而避开它。

（1）不同重金属对身体危害不同，对人体危害最大的是有机汞，它不仅毒性高，能伤害大脑，而且比较稳定，在人体内停留的半寿命长达70d之久，所以即使剂量很少也可累积致毒。可见，重金属给人类带来的危害是无法估量的，因此，无污染蔬菜的生产正日益受到人们的重视。

（2）目前，菜地和蔬菜遭受到污染是十分严重的，已经暴露出来的重金属和硝酸盐的污染必须给以足够的重视。土壤污染对蔬菜影响较大的重金属有Cd、Hg、Cr、As等。

3 治理土壤中重金属的方法

我们通过对各种蔬菜做实验找到不同蔬菜超标时的土壤临界浓度，通过控制和治理土壤中的重金属含量来控制蔬菜中重金属的含量。由于蔬菜重金属的主要来源是土壤，我们可以通过以下几个方面对土壤中的重金属进行治理。

3.1 土壤污染的防治

土壤污染可采用工程措施，它包括：（1）客土法：就是在污染土壤上加入净土。但客人的土应尽量选择比较粘重或有机质含量高的土壤，以增加土壤容量，减少客土量。本法适应于浅根植物和移动性较差的污染物。（2）换土法：就是将已污染的土壤移去，换上新土；而换土法对小面积严重污染且污染物是有放射性或易扩散难分解的土壤是必须的，以防止扩大范围，危害人畜健康。

3.2 加强对工业“三废”的治理和综合利用

（1）禁止使用未经处理的工业污水灌溉农田。在积极慎重地推广污水灌溉的同时，对灌溉农田的污水，必须进行严格的监测和控制。（2）减少工业废水和生活污水的排放量，发展区域性污染防治系统，包括制定区域性水质管理规划，合理利用自然净化能力，实行排放污染物的总量控制，调整工业布局，改变产品结构，除此之外，还应有完善的管理措施。工业布局要合理，改变燃料的燃烧方法，绿化造林，采用高烟囱和高效除尘设备，采取集中供热，减少交通废气污染，施用低毒、低残留的农药等。（3）选择未受工业废水、废渣、废气污染的农田，在远离城市的工矿企业、医院、生活垃圾、生活用水等污染源的地区建立蔬菜生产基地。

3.3 对粪便、垃圾和生活污水进行无公害化处理

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路边蔬菜――铅的“回收站”

铅对人体的危害主要是造成神经系统，造血系统和肾脏和损伤。环境中的容易污染的食品主要是蔬菜，由于环境中的铅在土壤中以凝结状态存在，因此通过作物根系吸收量不大，主要是通过叶片从大气吸收，所以蔬菜中铅含量富集程度以叶菜最高，其次是根类、茎类、果类。对食品中铅含量的调查显示，靠近公路两侧的蔬菜的铅含量远远高于远离公路的蔬菜，这既说明含铅汽油是污染源，也说明了铅的放大作用途径。

鱼――汞的“浓缩器”

汞在人体内可引起蓄积中毒，而且可通过血脑屏障进入大脑，影响脑细胞的功能。海水中汞的浓度为0.0001mg/L时，浮游生物体内含汞量可约0.01～0.002mg/L，小鱼体内可达0.2～0.5mg/L，而大鱼体内可达1~5mg/L，大鱼体内含汞量比海水高1～6万倍。鱼龄越大，体内富集的汞就越多。不同鱼种体内汞含量大于食草鱼，吃鱼的鸟在体内蓄积的汞更多。

芹菜叶――镉的“储蓄箱”

镉对机体的危害是破坏肾脏的近曲小管，造成钙等营养素的丢失，使病人骨质脱钙而发生骨痛病。海产品中镉的含量是海水的4500倍。作物的根系也可吸收土壤中的镉，镉污染地区的蔬菜、粮食等食品中的镉含量远高于无污染地区。不同作物对镉的富集程度不同。镉含量也不尽相同，比如蔬菜中的镉含量顺序是（按富集系数大小排列）：芹菜叶（0.1150）＞菠菜（0.0956）＞莴笋（0.0469）＞大白菜（0.0452）＞油菜（0.0437）＞小白菜（0.0417）＞芹菜茎（0.0390）＞韭菜（0.0365）＞茄子（0.0240）＞圆白菜（0.0105）＞黄瓜（0.0062）＞菜花（0.0059）。

为了防止重金属通过食物链的生物放大作用造成对人、生物和环境的污染，就必须采取一些措施。

首先，在源头上下功夫，减少重金属对环境的污染。比如，对于铅的污染，除了使用无铅汽油以减少污染和铅在食物链中的富集放大，还应禁止在冶铁厂附近等铅污染严重的地区种植富集铅的作物，而应选择在一些不易富集铅的作物。

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1科学实施秸秆还田

秸秆还田就是利用土壤微生物分解秸秆，生成腐殖质类物质，丰富土壤有机含量，改善土壤紧实板结性状，并对土壤的水肥气热等生态条件进行改善，提高其微生物的生物量，增加土壤酶的活性，让农作物根系有更好的土壤环境［1］。还田的秸秆能够明显影响重金属的环境行为，转变生物的有效性。腐熟分解秸秆可以产生氨基酸、胡敏酸等有机酸，甚至还富含糖类与硫杂环化合物，可与金属氧化物、矿物金属离子形成络合反应，进而产生化学及生物稳定性不同的金属有机络合物。当土壤重金属形态被改变后，其生物有效性也降低了，重金属对土壤及农作物的毒害也会减少。秸秆还田对两种镉污染土壤pH值就很好的提升作用。酸性土中pH值上升可以让土壤里的镉更稳定，降低它的生物有效性。另外，在秸秆还田中再施有机(无机)肥能够让土壤里的动植物与微生活活性更高，并使其分泌胞外酶，提高土壤酶的活性，使有机物质化更明显，最终土壤有机碳含量随土壤养分含量的增加而增加，实现作物增产。不过，新鲜秸秆腐熟时会带来很多有机酸，能毒害作物根系，所以还需要加入适量的石灰，即根据Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O或者Ca(OH)2+2HCI=CaCI2+2H2O这两种熟石灰改良酸性土壤的化学方式中和有机酸。要注意的是这些秸秆应该来至于没有重金属污染的地区，目的是避免秸秆中的重金属加剧土壤污染。

2合理调整种植制度

通过调整作物种类改变种植制度可以有效降低重金属的危害。在那些污染严重不宜中粮的地方，可以种植苗木花卉;反之，则种植重金属污染承受力较强的作物，最大限度减少重金属通过农作物吸收对人体造成的危害。植物生理学因种类不同而不同，故而吸收重金属的效应也不一样。按照作物的重金属吸收效应的不同特征以及土壤重金属污染程度来选择作物进行种植，不仅能够让农产品不会受土壤重金属的大面积污染，还能有效利用被污染的农田［2］。比如，有的复垦场地红豆不会像小麦水稻那样受重金属污染，所以针对这种情况改变耕作制度，把红豆作为先锋植物;又比如在含镉100kg/kg的土壤中改种苎麻，三年后土壤镉含量平均降低26.4%。和一般作物相比，种植对重金属富集较弱的作物，能使被污染的农田蔬菜镉含量降低幅度最高达80%，蔬菜的产量也会进一步提高。

3控制土壤水分

土壤氧化还原对重金属活性有很大影响，有的金属会根据氧化还原情况显示出不一样的毒性与迁移性。例如As5+毒性高于As3+，Cr6+毒性高于Cr3+。氧化土壤里的As3+经由氧化成为As5+，降低了其生物有效性与迁移性。Cr3+经由氧化变成Cr6+，生物有效性及迁移性提高，对生物和人的健康风险也不断提高。土壤氧化还原状态的控制主要受土壤水分影响，控制土壤水分能够降低重金属危害。还原中的土壤的很多重金属都有硫化物沉淀，使重金属的生物有效性与迁移性降低。水田灌溉过程中，水层覆盖造成还原性环境，SO2－4经过还原变成S2－，重金属变成硫化物沉淀且溶解性不高。所以，对土壤氧化还原的情况以灌溉等方式来调节，更有助于把土壤———植物系中的重金属进行迁移，降低其危害。

4合理使用农肥

农业生产中经常会使用化肥与农药，这也是土壤重金属污染的重要原因。因此，必须科学指导农民使用化肥与农药，通过调查土壤肥力，利用测土配方施肥，并合理使用农药，确保在提高土壤肥力的同时又强化作物的防病害能力，使土壤中重金属的环境行为得到有效调控。比如氮肥因形态不同，对土壤吸附解吸重金属的影响则不一样，植物吸收NH+4和NO－3时，根系会分泌不一样的离子，吸收NH+4－N时造成H+分泌，使根际周围酸化;而吸收NO－3－N时植物则会分泌OH－，使得根际环境碱化。很多重金属污染土壤可以通过施放硝态氮肥降低重金属迁移与生物毒性。有机肥的施放不但让土壤有机质提高，还吸附或者络合固定土壤里的重金属，使重金属毒性与生物有效性变低。也可以在土壤中施用有机肥从而提高土壤中重金属的活性，增加重金属的环境风险。

5结语

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民以食为天，食以安为先。食品安全直接关系广大民众的生命健康，为此，国家食品检测机构务必重视食品安全问题。重金属指的是一些比重大于5的金属，自然界中，大约有45种重金属元素。然而并不是所有的重金属对人体都是有害的，相反，有些重金属却是维持人体生命活动所必须的，铜、锰等重金属元素就是如此。所有的重金属只有在人体内的量超过一定限度时才会对人体健康构成威胁。

一、重金属的污染的特点

重金属，特别是汞、镉、铅、铬等具有显著和生物毒性。它们在水体中不能被微生物降解，而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程（即迁移）。重金属污染的特点是：（1）除被悬浮物带走的外，会因吸附沉淀作用而富集于排污口附近的底泥中，成为长期的次生污染源；（2）水中各种无机配位体（氯离子、硫酸离子、氢氧离子等）和有机配位体（腐蚀质等）会与其生成络合物或螯合物，导致重金属有更大的水溶解度而使已进入底泥的重金属又可能重新释放出来；（3）重金属的价态不同，其活性与毒性不同。其形态又随pH和氧化还原条件而转化。（4）在其危害环境方面的特点是：微量浓度即可产生毒性（一般为1～10毫克/升，汞、镉为0.01～0.001毫克/升）；在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物（如洋-甲基汞）；可被生物富集，通过食物链进入人体，造成慢性路线。亲硫重金属元素（汞、镉、铅、锌、硒、铜、砷等）与人体组织某些酶的巯基（-SH）有特别大的亲合力，能抑制酶的活性，亲铁元素（铁、镍）可在人体的肾、脾、肝内累积，抑制精氨酶的活性。六价铬可能是蛋白质和核酸的沉淀剂，可抑制细胞内谷胱甘肽还原酶，导致高铁血红蛋白，可能致癌，过量的钒和锰（亲岩元素）则能损害神经系统的机能。

二、重金属的危害途径

所有金属超过一定浓度都对人体有毒，通过食物进入人体而造成健康危害的重金属主要有汞、镉、砷、铅、铬、铜、锌、锡，这些重金属对人体及其他生物都有不同程度的危害，他们通过人的活动进入环境，造成环境污染。污染到水中的重金属被鱼虾贝类所富集；流到土壤中的重金属被土壤和农作物所富集，再由家禽、家畜进一步富集。即通过食物链，把重金属浓度提高到千倍，万倍，甚至几十万倍，最后通过食物进入人体危害。

三、重金属的来源

重金属的来源非常广泛，传统上可以分为工业来源和农业来源。随着我国城市化进程的加快，一些有别于以往的为城市所特有的污染来源也随之产生。重金属来源如下：

1.工业来源：工业能源大都以煤、石油类为主，它们是环境中汞、铅、镉、铬、砷等 重 金 属 污 染的主 要 来 源。在 采 矿、选 矿、冶 炼、锻 造、加工、运 输 等工 业 生 产 过程中会产生大量的重金属污染。排放的废水、废渣等直接进入水体及土壤中，废气中的重金属经沉降也进入土壤等环境中，从而使得环境中重金属浓度严重超标。

2.农业来源：在农业生产中，污水灌溉、农药、劣质化肥等的不合理使用是重金属污染的重要途径。以磷肥为例，生产磷肥的磷矿石成分复杂，含有较多的重金属如 锌、铬、镍、铜、镉、铅 等，因 此如不合理的使用，劣质化肥中的重金属杂质会直接导致土壤被污染。

3.城市来源：城市日益变成重金属污染的重要来源之一，污染过程主要包括污水处理中产生污泥的堆放、垃圾渗滤液的泄漏、含铅汽油的使用以及汽车交通等。污水处理厂产生的污泥中含有大量的重金属，如不经处理直接排放或者灌溉，会对土壤环境造成二次污染。城市垃圾在焚烧过程中产生的飞灰及堆放填埋过程中产生的渗滤液中的重金属通常也会严重超标。含铅汽油的燃烧是城市铅污染的一个重要来源，汽车轮胎添加剂中使用的锌也导致城市土壤的锌污染。环境事故污染：近年来突发性的环境污染事件骤增，其中重金属污染的案例占很大比例。突发性的环境事件会导致重金属在短时间内高浓度地进入环境，从而产生严重的污染。

四、我国食品中重金属检测技术的进展

我国食品检测重点已经转移到对食品生产到消费全过程的检测，食品检测质量安全监督体系和网络逐步完善，通过例行检测为各级政府提供信息和决策依据。

1.重金属检测的前处理技术

目前，食品中重金属检测前处理技术有湿消解法、微波消解法、干灰化法、水浴法等方法，其中湿消解法和微波消解法是最常用的方法，微波消解法用酸量少，密闭消解，试剂本地值低，缺点是价格相对昂贵、不适宜大批量检测。消解前，为避免消解过于强烈，最好进行预反应，预反应的途径有放置过夜、恒温反应或低温消解。微波消解后，需要经过赶酸过程，赶酸的温度需要控制在190度以下，在做汞的时候，必须通过赶酸把氮氧化物除尽。

2.重金属残留的快速检测方法

由天津市科委、农业部环境保护科研监测所承担的重金属快速检测方法与装备研究以获得成功。这项技术的准确率在95%以上，填补了我国在食品和环境重金属快速检测技术的空白。这项研究是将具有特色显色反应的生物染色剂通过浸渍附载到试纸上，制备出快速检测试纸，并通过反复研究获得了试纸与重金属的最佳反应条件。该试纸对重金属具有良好的选择性，测定重复性好，检测速度、灵敏度、准确率精密度均达到了项目技术的要求。为了实际操作方便，还制备出了体积小巧、便于携带、操作简便、检测成本低廉，适宜于现场实时快速检测。

3.农药残留检测分析方法

色谱分析法包括薄层色谱法，气相色谱法、高效液相色谱法、质谱联用法及超临界流体色谱5种方法。薄层色谱法由于灵敏度不高，近年来较少使用；高效液相色谱法也有其缺点，溶剂消耗大，检测器种类少、灵敏度不高、价格也贵等；质谱联用法及超临界流体色谱这两种方法其设备昂贵，广泛应用也受到了限制；气相色谱法目前是用于农药残留检测最为普遍，最成熟的一种技术。易汽化，且汽化后不易发生分解的农药均可采用气相色谱法检测。目前，多达70%的农药残留可用气相色谱法来检测。